计算机数值模拟

摘要： 根据铝合金复杂薄壁件的结构特征和产品技术要求,结合低压铸造的工艺特点,确定采用砂型低压铸造方法。重点从浇注系统的设计方面进行工艺方案分析,同时利用计算机数值模拟对充型流场、温度场以及缩孔、缩松等铸造缺陷的预测完成工艺方案的优化。模拟结果合格后投入生产首件试制,针对产品出现的浇不足和气孔缺陷,简单阐述铝液质量对缺陷产生的相关影响并采取控制措施,最终经小批量生产验证,铸件合格率很高,内部质量几乎无缺陷。

摘要： 为探究高层办公建筑基座式与毗邻式裙房布局对室外场地行人高度(1.5 m)处风环境的影响,选择地块内单幢高层建筑为研究对象,从裙房的位置、高度、迎风面宽度和进深状况对基座式与毗邻式裙房布局进行讨论,利用穷举法得到多种典型布局,并通过CFD(computational fluid dynamics)流体力学模拟软件Phoenics对地块内的建筑室外风环境进行模拟,对比得到基座式与毗邻式裙房的最优布局模式.研究结果表明:在杭州高层建筑密集地块进行高层办公建筑裙房设计时,毗邻式裙房布局优于基座式,当裙房高度设计范围在15.0～20.0 m,裙房迎风面宽度设计范围为70.0 m左右,裙房迎风面进深长度在50.0～60.0 m时,风环境状况最好.

摘要： 为了预估低能见度时航空器起降间隔变化,提高跑道使用效率,减少航班延误,提出机场Ⅱ类运行下航空器起降间隔模型.首先,分析Ⅱ类运行下航空器起降运行程序,细化航空器起飞、降落、进入跑道、脱离跑道过程.其次,基于Ⅱ类运行规定建立航空器起飞、降落模型.然后,定义元胞结构,引入避让减速规则和脱离跑道条件,定义航空器滑行元胞自动机模型.最后,将管制规则抽象为约束条件并量化航空器起降间隔.以乌鲁木齐机场为例进行仿真验证,计算机模拟得到机型比例、起降比例、临界区长度、脱离时间等参数对起降间隔、间隔标准差等值的影响.数值分析表明,Ⅱ类运行时起降间隔较大,峰值为228.6 s,降落、起飞容量仅为正常运行情况下的60％、90％,间隔标准差峰值为74 s,是正常运行情况下的1.64倍.脱离道位置对前机脱离时间影响较大,是连续降落间隔增加的主要因素.仿真结果表明,该模型能量化关键因素对起降间隔的影响,仿真结果与实际运行相符,能为提高机场Ⅱ类运行效率提供理论依据.

摘要： 在煤矿开采过程中,确定上覆岩层导水裂隙带高度是水体下采煤的工作重点.就目前技术发展而言,实践证明没有哪种单一手段能准确确定其高度.经过长期的总结,只能多个方法联合应用才能判断出上覆岩层导水裂隙带高度,使用的方法有相似材料物理模拟实验法、计算机数值模拟、经验公式计算法、现场实测等.

摘要： 为了预估低能见度时航空器起降间隔变化,提高跑道使用效率,减少航班延误,提出机场Ⅱ类运行下航空器起降间隔模型。首先,分析Ⅱ类运行下航空器起降运行程序,细化航空器起飞、降落、进入跑道、脱离跑道过程。其次,基于Ⅱ类运行规定建立航空器起飞、降落模型。然后,定义元胞结构,引入避让减速规则和脱离跑道条件,定义航空器滑行元胞自动机模型。最后,将管制规则抽象为约束条件并量化航空器起降间隔。以乌鲁木齐机场为例进行仿真验证,计算机模拟得到机型比例、起降比例、临界区长度、脱离时间等参数对起降间隔、间隔标准差等值的影响。数值分析表明,Ⅱ类运行时起降间隔较大,峰值为228.6s,降落、起飞容量仅为正常运行情况下的60%、90%,间隔标准差峰值为74s,是正常运行情况下的1.64倍。脱离道位置对前机脱离时间影响较大,是连续降落间隔增加的主要因素。仿真结果表明,该模型能量化关键因素对起降间隔的影响,仿真结果与实际运行相符,能为提高机场Ⅱ类运行效率提供理论依据。

摘要： 计算机数值模拟重构运用FDS软件可以再现火灾场景,重构火灾过程,通过设定不同的参数来模拟火场的火蔓延和烟气流动情况,将模拟结果和实际火场燃烧图痕对比,对于火灾原因调查中起火部位的认定有着参考验证作用.本论文针对赣州市鸿运物流中心火灾建立数值模型,通过模拟,观察火蔓延情况,从高斯热通量、壁面温度、辐射热通量三个方面说明壁面烟熏痕迹的面积和部位,分析火场的烧损情况,与实际火场进行比较,对起火部位的认定起到了验证作用,证明了数值模拟的合理性,为火灾原因调查提供了一种具有应用价值的好方法.

摘要： 目的：血管搭桥术后的内膜增生往往导致手术失败,而内膜增生与搭桥血管内的流场密切相关,为改善搭桥血管中的流场结构,作者设计了偏心搭桥手术方法,利用计算机数值模拟技术,探索偏心搭桥和传统搭桥血管中流场的变化,为血管搭桥方法提供优化设计方案.方法：16只犬随机分为偏心搭桥组和传统搭桥组进行血管搭桥,测定搭桥前后血管几何数据,搭桥后近心端及远心端吻合口血流量和血压.按测定的血管几何数据,FLUENT6.2模拟搭桥血管内的流场.结果：偏心搭桥近心端和远心端吻合口不在同一平面.传统搭桥中,主体动脉远心端吻合口对应面处存在一个较低壁面剪切应力(WSS)区域及流体停滞点,离脚跟较近的一部分流体会形成涡漩,血流进入主体动脉后,还会表现出迪恩涡二次流;偏心搭桥中,主体动脉吻合口对应面上的低WSS区域和流体停滞点消失,血流接触到吻合口底面后,以切向旋转的方式改变其流动方向,不会形成涡漩,且当血流进入主体动脉后,立即发生螺旋流态且能持续很长一段.结论：偏心搭桥能够产生血液旋动流,显著增加远心端血流量、提高WSS.

摘要： 随着计算机硬件条件的改善，铸造CAE技术在实际生产起着越来越重要的作用。本文介绍了重力、低压、压铸计算机数值模拟技术的数学模型；并给出了华铸CAE系统在重力、低压、压铸件上的应用实例，应用表明现阶段的铸造计算机数值模拟技术能够准确地预测铸件充型凝固过程中可能产生的缺陷，从而辅助工艺人员进行工艺优化，指导实际铸件的生产。

摘要： 对铸件热裂倾向计算机数值模拟的数学模型进行了探讨，提出了铸件热裂倾向平衡破坏理论。依据平衡破坏理论提出了铸件热裂倾向计算机数值模拟的数学模型，认为热裂倾向主要受三种因素影响，这三种因素为△Ｆ〈，ｍｃｖ〉－－主控变化因素、△Ｆ〈，ａｃｖ〉－－辅控变化因素和△Ｆ〈，ａｃｒ〉－－辅控限制因素，铸件热裂倾向计算机模拟的综合判据为：ｌｉｍ（△Ｆ〈，ｍｃｖ〉∩△Ｆ〈，ａｃｖ〉∩△Ｆ〈，ａｃｒ〉＝Ｖ〈，ｃｓ〉≥Ｖ〈，ｅｌ〉。

摘要： 本文利用计算机数值模拟技术,预测大型铸钢件生产中经常出现的变形及尺寸偏差等铸造缺陷,进而优化工艺,降低铸造成本.通过对水轮机叶片的铸造工艺进行计算机数值模拟,掌握在铸件凝固过程中的应力变化,进而优化工艺参数.依据大量的实验数据,获得铸件变形的规律,并验证应力数值模拟的准确性.通过对典型铸件工艺的数值模拟和验证研究,实现了数值模拟技术在生产中的实际应用,避免了工艺设计的盲目性,缩短了新工艺的设计周期和设计成本.对铸件凝固过程进行应力数值分析可以更好的了解铸件凝固过程中应力和变形的动态变化,在此基础上进行尺寸精度控制,为实际生产提供科学指导.

摘要： 钢材在高温下,其强度和刚度都将迅速降低,所以对钢结构的防火设计非常重要.本文介绍了国内外关于钢结构构件在火灾中热响应的试验和计算机数值模拟的研究成果,并且着重介绍了分析法中在无保护层、有保护层和截面温度非均匀分布三种情况下构件的热响应分析计算方法.最后提出了火灾中钢结构构件抗火设计方面今后需要研究的问题.

摘要： 该文介绍用计算机数值模拟方法研究单摆的运动状态由确定论走向混沌的全过程及由此得到的单摆混沌运动的性质。

摘要： 先进的计算机有限元数值模拟技术能准确分析复杂汽车零部件的冲压成形过程及变化规律,已经成为当前国内外学者进行板料成形工艺设计和模具设计的重要研究方法。在本论文中,基于专业板料冲压成形数值模拟软件—ETA/DYNAFORM,着重对一种汽车典型冲压件-汽车侧纵梁加强筋零件进行了冲压成形数值模拟及物理试验.通过试验对该零件的一些关键成形参数(板料厚度减薄量、增厚量、冲压过程中金属产生的应力、应变大小及分布状况等)的变化规律进行分析,同时针对冲压成形关键工艺参数进行了优化研究.

摘要： 先进的计算机有限元数值模拟技术能准确分析复杂汽车零部件的冲压成形过程及变化规律,已经成为当前国内外学者进行板料成形工艺设计和模具设计的重要研究方法。在本论文中,基于专业板料冲压成形数值模拟软件—ETA/DYNAFORM,着重对一种汽车典型冲压件-汽车侧纵梁加强筋零件进行了冲压成形数值模拟及物理试验.通过试验对该零件的一些关键成形参数(板料厚度减薄量、增厚量、冲压过程中金属产生的应力、应变大小及分布状况等)的变化规律进行分析,同时针对冲压成形关键工艺参数进行了优化研究.

摘要： 先进的计算机有限元数值模拟技术能准确分析复杂汽车零部件的冲压成形过程及变化规律,已经成为当前国内外学者进行板料成形工艺设计和模具设计的重要研究方法。在本论文中,基于专业板料冲压成形数值模拟软件—ETA/DYNAFORM,着重对一种汽车典型冲压件-汽车侧纵梁加强筋零件进行了冲压成形数值模拟及物理试验.通过试验对该零件的一些关键成形参数(板料厚度减薄量、增厚量、冲压过程中金属产生的应力、应变大小及分布状况等)的变化规律进行分析,同时针对冲压成形关键工艺参数进行了优化研究.

摘要： 本申请涉及一种流场数值模拟方法、装置、计算机设备和存储介质，该方法包括：对流场网格模型的几何拓扑进行封装隔离，得到多个网格块；确定每个网格块的网格数据结构；网格数据结构包括网格块的变量参数和求解函数组合；建立每个网格数据结构与对应的CPU核、内存地址以及执行线程的映射关系；根据映射关系，在各CPU核上采用相应执行线程将对应网格块的变量参数读入相应内存地址对应的内存子空间，并内存子空间内基于相应网格块的求解函数组合并发对变量参数执行隐式计算，得到流场数值。采用本方法，使得网格数据结构可以作为独立的求解对象，从而将整个流场求解分解成多个网格块分别求解，即能大幅降低OpenMP并行编程难度，还可提高并行计算效率。

摘要： 本申请涉及一种基于复杂地形的重力场数值模拟方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括：构建包含复杂地形和勘探目标的三维长方体模型，进行网格剖分，得到多个小长方体，设定小长方体的空间域密度值；根据网格剖分的网格参数和预设的高斯参数，得到偏移波数，根据地形信息，将三维长方体模型分为下部分模型和上部分模型，分块叠加计算多个观测面的频率域重力异常场，进行二维高斯傅里叶反变换，得到多个观测面的空间域重力异常场，通过样条插值算法得到复杂地形起伏表面的空间域重力异常场。本发明垂直方向保留在空间域，网格剖分灵活，适合模拟复杂地形及复杂地质体，多个偏移波数便于并行计算，提高了重力异常计算效率。

摘要： 本发明属于医学测量、计算机仿真、计算流体力学技术领域，公开了一种心脏左心室流场域数值模拟方法、计算机、计算机程序，采用基于超声心动图的左心室轮廓提取方法提取轮廓，进行左心室血流流场动态模拟；基于超声心动图提取左心室初始轮廓，通过快速连通域方法获取轮廓像素点坐标，并基于提取的心脏左心室轮廓模型自动生成左心室网格模型；设置优化边界条件，动态模拟心脏左心室血流流场变化过程。本发明有助于更好地揭示心血管疾病发生、发展的病理生理和病理解剖基础，可以对此类疾病的预防和治疗提供有价值的参考信息。

摘要： 本发明涉及一种核燃料模拟方法，包括：步骤(a)，接收关于核燃料移动顺序的数据输入；步骤(b)，从数据中提取核燃料信息、核燃料卸载位置的坐标以及核燃料装载位置的坐标；以及步骤(c)，根据数据的流程表模拟步骤(b)中提取的信息。本发明的优势是可以通过接收大量有关于核燃料移动顺序的数据输入从而精确且快速地验证需要卸载和装载核燃料的所有燃料移动工作，以及根据流程表在模拟过程中系统化验证可能发生的错误，这使得每个反应堆每次循环所需要的大约三个工作日的工作量能够在三个工时内完成，从而实现工作时间的显著减少。

摘要： 本发明的个人计算机用适配器装置具备：能够与个人计算机的音频信号的头戴耳机的端子连接的适配器侧信号输入端子，能够与个人计算机的麦克风端子连接的控制信号输出端子，能够与电力线的输出插孔连接的插头部，将由适配器侧信号输入端子输入的音频信号转换成数字信号的数字转换部，经由与插头部连接的电力线发送音频信号的适配器侧电力线发送部，经由与插头部连接的电力线接收由与电力线连接的输出装置发送的个人计算机的控制信号的适配器侧电力线接收部，和将控制信号转换成模拟信号、并由控制信号输出端子输出的模拟转换部。

摘要： 本申请涉及一种流场数值模拟方法、装置、计算机设备和存储介质，该方法包括：对流场网格模型的几何拓扑进行封装隔离，得到多个网格块；确定每个网格块的网格数据结构；网格数据结构包括网格块的变量参数和求解函数组合；建立每个网格数据结构与对应的CPU核、内存地址以及执行线程的映射关系；根据映射关系，在各CPU核上采用相应执行线程将对应网格块的变量参数读入相应内存地址对应的内存子空间，并内存子空间内基于相应网格块的求解函数组合并发对变量参数执行隐式计算，得到流场数值。采用本方法，使得网格数据结构可以作为独立的求解对象，从而将整个流场求解分解成多个网格块分别求解，即能大幅降低OpenMP并行编程难度，还可提高并行计算效率。

摘要： 本发明提供一种化探正演数值模拟方法、装置、计算机设备和存储介质，所述方法包括获取油气地质数据和地震数据，确定油藏地质模型；获取扩散数学模型、水溶相运移数学模型和浮力运移数学模型；基于已确定的所述油藏地质模型，对所述扩散数学模型、所述水溶相运移数学模型和所述浮力运移数学模型耦合，建立油藏烃类微渗漏数学模型；基于所述油藏烃类微渗漏数学模型进行分段模拟。采用数值模拟方法较好地反映实际地质条件下微渗漏三种方式的转变及其微渗漏浓度变化，考虑了多种地质因素的影响，能实现一维、二维、三维地层空间的数值模拟及其可视化效果，正演油气化探形成机理，夯实了烃类垂向微渗漏理论。

摘要： 本发明公开了一种基于隐式几何模型的计算机力学分析数值模拟方法，可应用于计算力学相关的机械工程、地质勘探、城市基础建设等领域。该方法针对复合多个隐式边界的隐式几何模型，结合数值流形方法的思想构建有限覆盖系统建立数值模拟平衡方程，并设计针对隐式表达实体空间和曲面的积分策略支撑数值模拟平衡方程中刚度矩阵、固定约束矩阵和外力载荷的计算，为工程计算领域提供了新的数值模拟解决方案。本发明提出数值模拟方法计算网格可不与实体边界保持一致，在保证计算精度的基础上，避免了边界一致网格划分的预处理过程，在科学和工程计算领域具有良好应用前景。

摘要： 本发明属于地球物理勘探数据处理技术领域，公开了一种有限差分数值模拟方法、系统、介质、计算机设备及应用，通过时间任意偶数阶精度有限差分逼近时间偏导数、空间隐式交错网格有限差分逼近空间偏导数、纵横波波场分离实现弹性P‑SV波高精度数值模拟。本发明的弹性P‑SV波高精度有限差分数值模拟方法，采用“十字+菱形”交错网格有限差分模板逼近弹性波方程中的时间偏导数；采样隐式交错网格有限差分法逼近弹性波方程中的空间偏导数；推导了相应的频散关系；基于Taylor级数展开求取差分系数；基于纵横波分离实现了P‑SV波高精度模拟。本发明可以大幅提高P‑SV波的模拟精度，提高弹性波逆时偏移和全波形反演的精度。

摘要： 本发明属于铸造工艺优化技术领域，公开了一种基于计算机数值模拟的铸造残余应力控制优化方法及应用，通过对铸件结构及浇注系统进行初步分析，对原始浇注模型进行前处理并模拟计算；重新设计浇注系统，采用底浇式浇注方案，设置直浇道窝和横浇道延长段用于减小流速和冲击，设置冒口和冷铁用于减小缩松缩孔体积；采用正交试验设计优化浇注温度、浇注时间和铸型温度得到最佳浇注温度为670°C、浇注时间为5s、铸型温度为20°C。本发明通过模拟试验可以发现，铸造数值模拟技术在模拟铸造过程，探究残余应力演化，优化铸造方案等方面有着独特的优势并具有相当的可靠性，该技术的大规模运用将会对铸造产业的健康发展做出巨大贡献。